30 curiosità su GPS: il sistema di posizionamento globale

Che cosa significa in inglese la sigla GPS?

In italiano si parla di sistema di posizionamento globale: una rete di satelliti artificiali che fornisce a un ricevitore le sue coordinate geografiche e l'orario.

Come si chiama il sistema di posizionamento satellitare dell'Unione europea?

La proprietà è condivisa fra gli Stati utilizzatori, mentre la rete statunitense appartiene ai soli Stati Uniti, che potrebbero ridurne la precisione unilateralmente.

Quale Dipartimento del governo statunitense ha creato e realizzato il GPS?

In origine il sistema disponeva di 24 satelliti; il segmento spaziale può comprenderne fino a 32.

Come si chiama il sistema russo di navigazione satellitare, alternativo al GPS?

Usato a lungo solo dalle forze armate russe e sovietiche, è stato reso pienamente disponibile anche ai civili nel 2007.

Quale Paese ha completato nel giugno 2020 il proprio sistema di navigazione globale BeiDou?

Composto da 30 satelliti, è entrato in servizio a livello mondiale il 31 luglio 2020 e offre anche una funzione di messaggistica satellitare a corto raggio.

Per gli effetti di quale teoria vengono corretti gli orologi a bordo dei satelliti GPS?

L'anticipo osservato è considerato una verifica della teoria di Einstein nel mondo reale; senza correzioni gli errori di posizione sarebbero di chilometri ogni giorno.

Che cosa indica la lettera «A» nella sigla A-GPS, usata per i telefoni cellulari?

La rete di telefonia mobile comunica al telefono quali satelliti sono visibili dalla sua cella: la posizione iniziale arriva in pochi secondi invece che in 45–90.

Quale presidente statunitense fece disabilitare nel 2000 la degradazione del GPS civile?

Il decreto, del maggio di quell'anno, mise a disposizione degli usi civili una precisione di circa 10–20 metri.

Quale sigla indica in generale un sistema satellitare globale di navigazione?

Sono sistemi di geo-radiolocalizzazione e navigazione terrestre, marittima o aerea che usano una rete di satelliti artificiali in orbita e pseudoliti.

Quale strato dell'atmosfera ritarda leggermente i segnali radio dei satelliti di navigazione?

Il ritardo varia con l'angolo tra ricevitore e satellite, perché cambia la distanza che il segnale percorre attraverso questo strato.

Di quale minerale può essere l'oscillatore che dà il tempo a un ricevitore GPS?

Un ricevitore si compone in genere di un'antenna, un microprocessore e una sorgente di tempo, e può includere un display per l'utente.

Quanto tempo impiega un satellite GPS a percorrere la propria orbita?

È la metà di un giorno siderale: visti da terra, i satelliti ripetono lo stesso percorso nel cielo dopo un giorno sidereo.

In quale anno è stato sviluppato il progetto GPS per superare i limiti dei sistemi precedenti?

Il progetto integrava idee di diversi sistemi precedenti, compresa una serie di studi classificati degli anni sessanta; la piena operatività arrivò nel 1994.

Oltre al cesio, quale elemento è usato negli orologi atomici a bordo dei satelliti GPS?

Gli orologi di bordo sono ridondanti e vengono sincronizzati da terra con scarti di nanosecondi.

Quale sistema europeo, basato su satelliti geostazionari, aumenta la precisione del GPS?

La sigla sta per European Geostationary Navigation Overlay Service; l'equivalente statunitense è il Wide Area Augmentation System.

In quale tipo di orbita, indicata da una sigla di tre lettere, viaggiano i satelliti del GPS?

I satelliti sono distribuiti su sei differenti piani orbitali e una parte di loro è tenuta di riserva.

Come si chiamava la degradazione intenzionale della precisione del GPS per usi civili?

Introduceva errori voluti nei segnali satellitari per ridurre l'accuratezza della rilevazione; fu disabilitata nel maggio 2000.

Come si chiama l'insieme dei parametri orbitali approssimati dell'intera costellazione GPS?

Per scaricarlo per intero servono 12,5 minuti, mentre la parte sulle effemeridi dura 18 secondi e viene ripetuta ogni 30 secondi.

Su quale metodo di posizionamento, basato su misure di tempo, si fonda il GPS?

Si parte dal tempo che un segnale radio impiega a percorrere la distanza fra satellite e ricevitore, grazie al segnale orario dell'orologio atomico di bordo.

Quale propellente usano i razzi dei satelliti GPS per le correzioni di orbita?

L'energia elettrica arriva invece da pannelli solari fotovoltaici, uniti a una batteria per i momenti in cui il Sole è eclissato.

Il ritardo di propagazione del segnale GPS dipende soprattutto dal tasso di quali particelle?

Questo parametro dipende a sua volta dal vento solare e dai raggi cosmici: l'attività solare può quindi influenzare direttamente le prestazioni del sistema.

Con quale nome inglese è chiamato anche il sistema di navigazione satellitare Beidou?

Nato come sistema regionale, doveva diventare a copertura globale con il progetto chiamato Compass.

Qual è il limite massimo di altitudine, in chilometri, previsto per i ricevitori GPS civili?

La limitazione serve a impedire il montaggio su missili ed è affiancata da un tetto di 515 m/s per la velocità; i due limiti non possono essere superati contemporaneamente.

Di quanti microsecondi al giorno l'orologio di un satellite GPS anticipa su quelli a terra?

È il saldo di due effetti opposti: la velocità del satellite toglie 7 microsecondi al giorno, il potenziale gravitazionale, minore in orbita, ne aggiunge 45.

Quale azienda produsse i primi 11 satelliti GPS, in orbita tra il 1978 e il 1985?

Previsti per una missione media di 4,5 anni, durarono in media 8,76 anni e il più longevo restò attivo per 10; dovevano convalidare il concetto di GPS.

Con quale filtro vengono calcolati gli aggiornamenti inviati da terra ai satelliti GPS?

Il calcolo usa i dati delle stazioni di controllo a terra, le informazioni della meteorologia spaziale e vari altri parametri.

In quale banda radio trasmettono in genere i sistemi terrestri DECCA, LORAN e OMEGA?

Sono i predecessori della navigazione globale: una postazione «master» invia un impulso radio principale, seguito dagli impulsi di altre stazioni dette «slave».

Quale rete italiana di punti per rilievi GPS ha una precisione planimetrica di 2 cm?

La precisione altimetrica dei punti è di 4 cm; in topografia i 10 metri di accuratezza dei normali ricevitori sarebbero inaccettabili.

A quanti bit per secondo viene trasmesso il messaggio di navigazione dei satelliti GPS?

Il messaggio contiene fra l'altro l'ora di trasmissione, le effemeridi, lo stato di funzionalità del satellite e lo stato della costellazione.

Quale frequenza, in MHz, ha l'oscillatore da cui derivano le due portanti del segnale GPS?

Moltiplicata per 154 e per 120, questa frequenza dà le portanti di 1575,42 MHz e 1227,6 MHz dei canali L1 e L2.